01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
19.06.2017
15.06.2017
12.06.2017
Радоновая проблема
 12.09.2012

Изотопы радона 222Rn и 220Rn образуются при распаде 226Ra (в семействе U) и 224Ra (в семействе Тh), см. формулы (4.1). (4.2). Это единственные в них газообразные продукты, так называемые эманации. Радон образуется в породах в местах нахождения радия, растворяется в грунтовых водах или диффундирует по трещинам и пустотам, а затем попадает в атмосферный воздух. Как и инертный газ, радон практически не сорбируется минералами и может удерживаться в породах только чисто механически, а попадая в воздух, довольно быстро рассеивается в атмосфере. Долгое время считали, что благодаря таким свойствам он не оказывает существенного радиационного воздействия на человека, тем более что оба его изотопа, как α-излучатели, не влияют на измеряемую величину естественного γ-фона.
Однако детальная оценка дозы внутреннего облучения показала существенное значение радона: он дает примерно половину (или даже немного больше) общей дозы от всех природных источников, вместе взятых (см. табл. 4.1). Радиобиологический эффект самого радона невелик, действуют в основном его короткоживущие дочерние продукты - 218Ро, 214Рb и 214Bi. Решающее значение имеет облучение легких, куда радон поступает со вдыхаемым воздухом. Радон хорошо растворяется в крови и других биологических жидкостях, однако надолго в организме он не задерживается и не накапливается.
В начале 1980-х гг. переоценка роли радона в радиационной нагрузке на человека вызвала всплеск внимания к определению его содержания в жилых и производственных помещениях. Было выявлено множество реальных ситуаций, способствующих накоплению радона в концентрациях, в десятки и сотни раз превышающих обычные. Обсуждению «радоновой опасности» посвящено множество исследований, также существуют государственные программы по борьбе с ней. Чтобы не повторяться, опустим вопрос о возможном полезном воздействии радона на человека и рассмотрим только наиболее типичные случаи, при которых концентрации радона в воздухе могут оказаться наиболее высокими.
Среднее содержание радона в приземном слое воздуха обычно невелико, около 2-10 Бк/м3. во на открытой местности оно может значительно возрастать, например в туман, безветрие и при отсутствии интенсивны к вертикальных потоков воздуха. Также скорость эманации радона из грунта подвержена и сезонным изменениям: минимальна зимой и повышена летом.
Накопление радона в воздухе помещений связано с его проникновением через щели в полу или с эманацией из стен и других строительных конструкция. При плохом проветривании концентрация радона в подвальных помещениях и на первых этажах может возрастать в десятки, сотни и даже тысячи раз. Допустимое содержание радона в воздухе помещений установлено в 100-400 Бк/м3. Герметизации межэтажных перекрытий и другие меры по энергосбережению, практикующиеся в северных странах, могут, с одной стороны, ограничить попадание радона в здание через подвальные помещения, а с другой - затруднить его отток, что может вызвать нарастание концентраций радона внутри плохо проветриваемых помещений. Организация хорошо продуманной системы вентиляции, включая и вентиляцию подпольного пространства, а также надежное изолирование подвальных помещений от эманации из грунта (например, бетонированием) радикально решает проблемы, связанные с накоплением радона. На верхних этажах многоэтажных жилых домов таких проблем, как правило, нет, так как здесь его концентрация всегда в несколько раз ниже, чем на первом этаже.
Внутри помещений эмалирование радона зависит от содержания 226Ra в использованных стройматериалах, а также от микроструктуры этих материалов и изменения последней при технологической обработке (при цементировании, высокотемпературной обработке в т. п.). В частности, эманирование радона из стройматериалов, спекавшихся в результате высокотемпературной обработки (красный кирпич, цемент, зола, шлак, природный вулканический туф) на порядок меньше, чем из материалов, не подвергавшихся такой обработке (силикатный кирпич, песок, щебень, гравий). Мерами, заметно уменьшающими эманацию, служат окрашивание стен масляной краской, использование моющихся обоев с полимерным покрытием и т. п. Замедление диффузии радона по порам материала способствует тому, что значительная часть 223Rn и практически весь 220Rn распадаются еще за время диффундирования до выхода в воздух.
В деревянных сельских домах концентрации радона в воздухе обычно невелики, однако зимой здесь может проявиться так зазываемый эффект дымовой трубы, или стекэффект, вызванный подсасыванием радона из грунта под домом вследствие перепада температур и давления, особенно при плохой изоляции дома от погреба.
Дополнительным источником поступления радона в жилые помещения может оказаться вода из артезианских скважин (чего никогда не бывает с водой, приходящей в дома из открытых водоемов, так как радон быстро улетучивается в атмосферу).
Артезианская вода, в которой содержание радона достигает 10в2 -10в3 Бк/л (в Хельсинки отмечено до 10в5 Бк/л), совершенно не опасна при приготовлении пищи (при кипячении воды радон улетучивается), но может обусловить накопление высоких концентраций радона в воздухе закрытых помещений, например во время принятия душа в ванной комнате. При принятии радоновых ванн на бальнеологических курортах концентрация радона в воздухе может доходить до 10в5 Бк/м3.
Еще одним, хотя и небольшим, источником поступления радона является природный газ, который изначально содержит его в концентрациях порядка 100-1000 Бк/м3 (в газе из Северного моря - намного меньше, - 35 Бк/м3). Впрочем, концентрация радона в газе, поступающем на газовую плиту, зависит от времени транспортировки: за 2-3 недели перекачки газа по трубопроводам 222Rn распадается на 92-98% (период его полураспада равен 3,8 сут.).
1. Основными составляющими природного радиационного фона является космические излучения галактического происхождения и излучения от естественных радионуклидов, присутствующих на Земле со времени ее возникновения. К последним относятся, в первую очередь, калий (40К) и два тяжелых радиоактивных элемента - уран и торий вместе с дочерними продуктами их распада.
2. Доля изотопа 40К в совокупности всех атомов калия всегда постоянна, поэтому радиоактивность его в природных объектах и материалах в точности соответствует процентному содержанию калия в данных материалах.
3. В цепочках превращении нуклидов U- и Th-семейств нередко происходят нарушения вековых равновесий, из-за чего соотношения между нуклидами - членами данных радиоактивных семейств - могут сильно меняться в зависимости от объектов в условий.
4. Геологические аномалии с повышенным содержанием тяжелых ЕРН имеют место во многих регионах мира. U, Th и некоторые из их дочерних нуклидов могут накапливаться в растениях (особенно в низших - мхах, лишайниках, водорослях) и некоторых животных организмах в концентрациях, заметно превышающих обычные значения.
5. Промышленная деятельность человека приводит в ряде случаев к появлению новых очагов повышенной естественной радиоактивности, определяемых как «техногенно-измененный фон». Повышенное накопление ЕРН проявляется также в сферах добычи, производства и использования горючих ископаемых, минеральных удобрений, строительных материалов.
6. С внутренним облучением от радона - газообразного продукта распада радия - человек получает примерно половину всей дозовой нагрузки, происходящей от естественных источников. В определенных условиях радон может временно накапливаться в воздухе жилых помещений в концентрациях на 1-2 порядка выше концентрации в наружном воздухе. Как правило, опасность такого накопления радона в жилищах может быть устранена разумно организованной вентиляцией.